新型有机化合物的超导电性和量子霍尔效应研究

本项目以有机超导材料为研究对象，对实验上激烈争论的有机超导的电子配对机理和超导配对对称性问题进行了理论研究，希望我们的研究能从理论上统一的解释此类超导体的这些争论和困惑；我们还将研究最近在准一维有机超导材料中发现的量子霍尔效应问题。不同与以前在二维系统中发现的量子霍尔效应，这是一个在准一维系统中出现的全新的量子霍尔现象，我们希望此研究能为量子霍尔效应的研究提供新的理论方向。

我们研究了磁致自旋密度波对准一维有机化合物的能谱的影响。我们发现在磁致自旋密度波的作用下，准一维有机化合物的能谱呈现出一般只有在二维物质中才出现的Hofstadter 蝴蝶型能谱。我们还研究了由自旋密度波导致的准一维化合物中的量子霍尔效应。我们发现: 描述量子霍尔效应的量子数是和描述磁场引起的自旋密度波量子数是一致的。我们还发现量子数在强的密度波影响下会发生符号变化。这和实验是一致的。我们给出了量子数符号变化的一个新的解释。我们还研究了磁性杂质对超导电性的影响。应用波戈留波夫-德简思理论，我们发现磁性杂质对超导态的散射明显的显示出二度对称性。我们还研究了由于磁性杂质散射引起的量子相干。我们发现量子相干造成超导体的局域电荷密度波和超导序参数也明显的表现出二度对称性。这个理论结果对于解释一些超导体在实验测量是表现出的二度对称性是一个很好的理论说明。基于准粒子相干效应对超导电性的性质有很重要的影响，我们研究了准粒子相干效应对实验上观察到的超导体涡旋芯半径收缩的影响。我们研究发现在涡旋芯出现的准粒子束缚态不仅受到库珀对耦合的影响，还受到分子不同轨道间波函数耦合强度的影响。这个结果很好的解释了实验上观测到超导体的涡旋芯收缩效应。